WO2007049679A1

WO2007049679A1 - ハイブリッド車用駆動装置の制御装置

Info

Publication number: WO2007049679A1
Application number: PCT/JP2006/321342
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Shibata; Tooru Matsubara; Takashi Ohta; Hideaki Komada; Yukihiko Ideshio
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2007-05-03
Also published as: JP2007118722A; US8177004B2; US20090236159A1; JP4063295B2

Abstract

　電動機の動力で走行する際の違和感を防止できるハイブリッド車用駆動装置の制御装置を提供する。　電動機と、該電動機以外の他の動力装置と、前記電動機もしくは前記動力装置の動力を変速して出力する変速機とを備えたハイブリッド車用駆動装置の制御装置において、前記電動機の動力で走行する場合に前記変速機の変速を禁止する変速禁止手段を備えている。変速によるショックが生じないので、ＥＶ走行時の違和感を防止できる。

Description

明細書

ノヽイブリツド車用駆動装置の制御装置

技術分野

[0001] この発明は、電動機と他の動力装置とを動力源として備えるとともにその動力源の動力を変速機を介して出力するように構成したハイブリッド車用の駆動装置に関するものである。

背景技術

[0002] ハイブリッド車用駆動装置の一例として、内燃機関（エンジン)の動力を、遊星歯車機構によって出力部材とモータ ·ジェネレータとに分配し、そのモータ ·ジェネレータを反カ部材として機能させ、その回転数に応じてエンジンの回転数を、燃費の良好な回転数に制御するように構成された装置が知られている。この種の装置では、モータ 'ジェネレータによってエンジン回転数を制御できるとともに、出力トルクを制御できるので、その遊星歯車機構およびモータ'ジェネレータが、実質的に変速機として機能する。また、上記のモータ'ジェネレータは、エンジンが動力を出力している場合、発電機として機能して反力を生じさせるから、そのモータ'ジェネレータで得られた電力を、出力部材に連結されている電動機に供給し、その電動機が出力する動力を出力部材に付加するように構成されて、る。

[0003] し力しながら、上記の構成では、エンジンを燃費の良好な状態に運転しつつ大きい駆動力を得ようとすると、出力部材に動力を付加する前記電動機を大容量のものとする必要がある。そこで、特開 2003— 127681号公報に記載された発明では、電動機の大型化を回避し、かつそれぞれの車速に応じた駆動力を得られるようにハイブリツド車用駆動装置を構成している。具体的には、特開 2003— 127681号公報に記載された発明では、遊星歯車機構のキヤリャに内燃機関を連結するとともに、その遊星歯車機構のサンギヤに第一の電動発電機を連結し、さらにリングギヤを変速機の入力側の部材に連結している。さらに、その変速機の出力側の部材をプロペラ軸に連結し、そのプロペラ軸に第二の電動発電機を連結している。

[0004] 特開 2003— 127681号公報に記載されている駆動装置では、車速に応じて変速機の変速段領域を決めておき、走行状態が属してヽる変速段領域に対応する変速段を変速機で設定し、その状態で第一の電動機によってエンジン回転数を燃費が最適な回転数に制御することになる。したがって前記第二の電動機を変速機より上流側に設け、その第二の電動機の動力で走行する場合であっても、変速機の変速段は主として車速に応じて設定される。そのため、いわゆるモータ走行の状態で車速が変化すると、それに応じて変速機でのアップシフトやダウンシフトが生じる。しかしながら、モータ走行は、エンジンとは異なり回転が滑らかであり、また騒音が少ないので、モータ走行時に変速機で変速が生じると、それに伴う駆動力の変化や騒音が相対的に目立つことになり、特にモータ走行をスィッチ操作で選択できるように構成されている場合には、運転者もしくは搭乗者が意図している走行状態とは異なる状態が体感され、違和感を運転者や搭乗者に違和感を与える可能性があった。

発明の開示

[0005] この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、電動機の動力で走行する際の変速頻度やショックを低減することのできるハイブリッド車用駆動装置の制御装置を提供することを目的とするものである。

[0006] 上記の目的を達成するために、この発明は、電動機と、該電動機以外の他の動力装置と、前記電動機もしくは前記動力装置の動力を変速して出力する変速機とを備えたハイブリッド車用駆動装置の制御装置にお、て、前記電動機の動力で走行する場合に前記変速機の変速を禁止する変速禁止手段を備えていることを特徴とする制御装置である。

[0007] また、この発明は、電動機と、該電動機以外の他の動力装置と、前記電動機もしくは前記動力装置の動力を変速して出力する変速機とを備えたハイブリッド車用駆動装置の制御装置において、前記電動機の動力で走行する場合に前記変速機の変速を規制する変速規制手段を備えていることを特徴とする制御装置である。

[0008] さらに、この発明は、上記の発明において、前記変速禁止手段もしくは変速規制手段は、前記変速機の変速比を最も低速側の変速比に固定する手段を含むことを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置である。

[0009] さらに、この発明は、上記の発明において、前記変速機は、駆動状態で前記最も低速側の変速比を設定する際に係合する一方向係合機構と、該ー方向係合機構に対して並列に配置された両方向係合機構とを備えていることを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置である。

[0010] さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、複数のオイルポンプと、前記電動機で走行する場合に前記複数のオイルポンプを駆動するポンプ駆動手段とを更に備えていることを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置である。

[0011] さらに、この発明は、上記の発明において、前記複数のオイルポンプは、前記他の動力装置によって駆動される機械式オイルポンプと、電動オイルポンプとを含むとともに、前記ポンプ駆動手段は、前記他の電動機を駆動して前記他の動力装置および前記機械式オイルポンプを駆動するとともに、前記電動オイルポンプを駆動する手段を含むことを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置である。

[0012] さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、前記電動機は、前記変速機を介して入力される動力で回転させられて発電する電動発電機を含むとともに、その電動発電機に接続された蓄電装置と、その蓄電装置の充電状態を検出する検出手段と、前記蓄電装置の充電状態が低下していることが前記検出手段で検出された場合に前記変速機をアップシフトさせるアップシフト指示手段とを更に備えていることを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置である。

[0013] さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、前記他の動力装置から動力を出力させる通常走行力前記電動機の動力で走行するモータ走行に切り替える際に、その時点の前記変速機の変速比を維持する変速比維持手段と、その後に出力変更要求があった際に前記変速機の変速比を前記最も低速側の変速比に切り替えて固定する変速比固定手段とを備えていることを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置である。

[0014] さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、入力回転要素と出力回転要素と反力回転要素とを有する差動歯車機構を更に備え、前記他の動力装置が前記入力回転要素に連結されるとともに、前記出力回転要素に前記変速機の入力部材と前記電動機とが連結され、さらに前記反力回転要素に発電機能のある電動発電機が連結されていることを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置である。 [0015] その差動歯車機構は、シングルピ-オン型遊星歯車機構やダブルビ-オン型遊星歯車機構などの遊星歯車機構によって構成することができ、また前記変速機に対して直列に配列することができる。したがって、駆動装置の全体としての変速比を、差動歯車機構と変速機とによって設定するように構成することができる。

[0016] この発明における差動機構は、遊星歯車機構によって構成することができ、その場合、キヤリャに他の動力装置を連結してこれを入力回転要素とし、またサンギヤに発電機能のある電動機を連結してこれを反力回転要素とし、さらにリングギヤを変速機に連結してこれを出力回転要素とすることができる。

[0017] また、この発明における変速機は、二組のシングルピ-オン型遊星歯車機構などの遊星歯車機構によって構成することができる。その場合、サンギヤ同士を連結し、また一方の遊星歯車機構のキヤリャと他方の遊星歯車機構のリングギヤとを連結するとともに、これらを出力部材に連結することができる。これにカ卩えて、一方の遊星歯車機構のリングギヤと前記差動機構の出力回転要素との間に第 1クラッチ機構を設け、かつ互いに連結された各サンギヤと前記出力回転要素との間に第 2クラッチ機構を設けることができる。そして、これらのサンギヤを選択的に固定する第 1ブレーキ機構と、他方の遊星歯車機構のキヤリャを選択的に固定する第 2ブレーキ機構とを更に設けることができる。その第 2のブレーキ機構は、一方向係合機構と両方向係合機構とを並列に設けた構成とすることができる。

[0018] この発明によれば、電動機の動力で走行する場合には変速機での変速が生じないので、駆動力や電動機の回転数の急激な変化、さらには変速ショックを防止もしくは抑帘 Uすることができる。

[0019] また、この発明によれば、電動機の動力で走行する場合には変速機での変速が規制されるので、駆動力や電動機の回転数の急激な変化、さらには変速ショックを防止ちしくは抑制することがでさる。

[0020] さらに、この発明によれば、上記の発明と同様の効果に加えて、相対的に大きい駆動力を確保することができる。

[0021] さらに、この発明によれば、上記の発明と同様の効果に加えて、車両が被駆動状態になっても、一方向係合機構と並列に設けられている両方向係合機構を係合させることにより最も低速側の変速比を維持できる。それに伴って動力源ブレーキ力を確保できるとともに、エネルギ回生量を増大させることができる。

[0022] さらに、この発明によれば、電動機の動力で走行する場合、電動機での発熱量が多くなるが、複数のオイルポンプが駆動されて充分な量の潤滑油を確保でき、またその潤滑油によって電動機の冷却を充分に行うことができる。

[0023] さらに、この発明によれば、通常のモータ走行時には、他の動力装置およびこれに連結されている機械式オイルポンプを駆動しないので、動力損失を低減でき、また例えば変速機の温度が高ヽなどの場合には、機械式オイルポンプをも駆動して油量を増大させることができるので、変速機や電動機の潤滑および冷却を充分に行うことができる。

[0024] さらに、この発明によれば、電動発電機との間で充放電できる蓄電装置の充電状態が低下している場合、変速機がアップシフトされる。したがって、動力源ブレーキを効かせる減速時に電動発電機および前記他の動力装置の回転数が相対的に低下するが、電動発電機の回生トルクを増大することにより、動力源ブレーキ力を確保できるととともに、電動発電機による発電量を増大させて蓄電装置での充電量を増大させ、もしくは充電量の低下を抑制することができる。

[0025] さらに、この発明によれば、電動機の動力で走行するために最も低速側の変速比に切り替える場合、先ず、切り替え直前の変速比が維持され、その後に出力変更要求があった場合に、最も低速側の変速比に切り替えられる。したがって、出力の変更と併せて変速が実行されるので、出力の変更に伴う駆動力の変化に、変速に伴う駆動力の変化が紛れた状態となる。言い換えれば、駆動力の変化を運転者が認識している状態で変速による駆動力の変化が生じるので、違和感を防止することができるとともに、いわゆるビジーシフトを回避できる。

[0026] さらに、この発明によれば、内燃機関などの前記他の動力装置の動力を差動歯車機構によって発電電動機と変速機とに分配し、かつその発電電動機で生じた電力によって電動機を駆動して変速機に動力を伝達する構成のハイブリッド駆動装置において、上述した発明と同様の効果を得ることができる。

図面の簡単な説明 [0027] [図 1]この発明の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。

[図 2]この発明の制御装置で実行される制御の他の例を説明するためのフローチヤートである。

[図 3]この発明の制御装置で実行される制御の更に他の例を説明するためのフローチャートである。

[図 4]この発明の制御装置で実行される制御のまた更に他の例を説明するためのフロ一チャートである。

[図 5]この発明で対象とすることのできるハイブリッド車用駆動装置の一例を示すスケルトン図である。

[図 6]その有段変速部で設定される変速段とそのための油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。

[図 7]図 5に示す各変速部の動作状態を説明するための共線図である。

発明を実施するための最良の形態

[0028] つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明の制御装置で対象とすることのできるハイブリッド車用駆動装置の一例を説明する。図 5において、ハイブリツド車用駆動装置 (以下、単に駆動装置ということがある。） 10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース 12 (以下、ケース 12という）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸 14と、この入力軸 14 に直接にあるいは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置)などを介して間接に連結された無段変速部 11と、その無段変速部 11と駆動輪 (図示せず)との間の動力伝達経路で伝達部材 (伝動軸） 18を介して直列に連結されて、る有段式の変速機として機能する有段変速部 20と、この有段変速部 20に連結されている出力回転部材としての出力軸 22とを直列に備えている。この駆動装置 10は、例えば車両にお Vヽて縦置きされる FR (フロントエンジン 'リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、走行用の動力源であるエンジンと一対の駆動輪との間に設けられている。その動力源は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジン 8であり、入力軸 14に直接にあるいは図示しない脈動吸収ダンパーを介して間接的に連結されている。このエンジン 8がこの発明の他の動力装置に相当している。なお、駆動装置 10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図 5のスケルトン図においてはその下側が省略されて、る。

[0029] 無段変速部 11は、第 1電動機 MG1と、入力軸 14に入力されたエンジン 8の出力を機械的に分配する機械的機構であって、エンジン 8の出力を第 1電動機 MG1および伝達部材 18に分配する差動機構としての動力分配機構 16と、伝達部材 18と一体的に回転するように設けられて、る第 2電動機 MG2とを備えて、る。本実施例の第 1電動機 MG1および第 2電動機 MG2は発電機能をも有するいわゆるモータ'ジエネレータであるが、第 1電動機 MG 1は反力を発生させるためのジェネレータ (発電)機能を少なくとも備え、第 2電動機 MG2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ (電動機)機能を少なくとも備える。この第 2電動機 MG2がこの発明の電動機に相当している。

[0030] 動力分配機構 16は、例えば「0. 418」程度の所定のギヤ比 p 1を有するシングルピ-オン型の第 1遊星歯車装置 24を備えている。この第 1遊星歯車装置 24は、第 1 サンギヤ Sl、第 1遊星歯車 Pl、その第 1遊星歯車 PIを自転および公転可能に支持する第 1キヤリャ CA1、第 1遊星歯車 P1を介して第 1サンギヤ S1と嚙み合う第 1リングギヤ R1を回転要素（要素）として備えている。第 1サンギヤ S1の歯数を ZS1、第 1リングギヤ R1の歯数を ZR1とすると、上記ギヤ比 p 1は ZS1ZZR1である。

[0031] この動力分配機構 16においては、第 1キヤリャ CA1は入力軸 14すなわちエンジン 8に連結され、第 1サンギヤ S1は第 1電動機 MG1に連結され、第 1リングギヤ R1は伝達部材 18に連結されている。また、動力分配機構 16は第 1遊星歯車装置 24の 3 要素である第 1サンギヤ Sl、第 1キヤリャ CA1、第 1リングギヤ R1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用を生じるので、エンジン 8の出力が第 1電動機 MG1 と伝達部材 18とに分配されるとともに、分配されたエンジン 8の出力の一部が第 1電動機 MG1によって電力に変化させられ、その電力が蓄電されたり、その電力で第 2 電動機 MG2を回転駆動するので、無段変速部 11 (動力分配機構 16)は電気的な差動装置として機能させられる。例えば無段変速部 11はいわゆる無段変速状態 (電気的 CVT状態）とされて、伝達部材 18の回転数を変化させることなくエンジン 8の回転数が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構 16が差動状態とされると無段変速部 11も差動状態とされ、無段変速部 11はその変速比 YO (入力軸 14の回転速度あるいは伝達部材 18の回転速度）が最小値 YOminから最大値 YOmaxまで連続的に変化させられる電気的無段変速機構として機能する無段変速状態とされる

[0032] 有段変速部 20は、例えば「0. 532」程度のギヤ比 p 2を有するシングルピ-オン型の第 2遊星歯車装置 26と、例えば「0. 418」程度のギヤ比 p 3を有するシングルピ- オン型の第 3遊星歯車装置 28とを備えている。第 2遊星歯車装置 26における第 2サンギヤ S2と第 3遊星歯車装置 28の第 3サンギヤ S3とが一体的に連結されるとともに、これらのサンギヤ S2, S3と前記伝達部材 18との間に第 2クラッチ C2が設けられている。また、これらのサンギヤ S2, S3とケース 12との間に、各サンギヤ S2, S3を一体として選択的に固定する第 1ブレーキ B1が設けられている。さらに、第 2遊星歯車装置 26の第 2キヤリャ CA2と第 3遊星歯車装置 28の第 3リングギヤ R3とが一体的に連結され、これらの第 2キヤリャ CA2およびリングギヤ R3が出力軸 22に連結されている。一方、第 2リングギヤ R2を伝達部材 18に選択的に連結する第 1クラッチ C1が設けられている。また、第 3遊星歯車装置 28の第 3キヤリャ CA3をケース 12に選択的に連結して固定する手段とし、第 2ブレーキ B2と一方向クラッチ F1とが設けられている。なお、この一方向クラッチ F1は、第 3キヤリャ CA3にこれを逆回転 (エンジン 8とは反対方向の回転)させる方向にトルクが作用した場合に係合して第 3キヤリャ CA3を固定するようになっている。

[0033] 前記第 1クラッチ Cl、第 2クラッチ C2、第 1ブレーキ Bl、第 2ブレーキ B2は従来の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧ァクチユエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた 1本または 2本のバンドの一端が油圧ァクチユエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。

[0034] これらの油圧式摩擦係合装置の制御および潤滑ならびに前記各電動機 MG1, M G2の冷却のための油圧を発生させる二つのオイルポンプ OP1, OP2が設けられている。一方のオイルポンプ OP 1は、機械式オイルポンプと称することのできるものであつて、エンジン 8に連結され、エンジン 8の動力で駆動されるようになっている。また、他のオイルポンプ OP2は、電動オイルポンプと称することのできるものであって、モータ 30によって駆動されるようになって、る。

[0035] 以上のように構成された駆動装置 10では、例えば、図 6の係合作動表に示されるように、前記第 1クラッチ Cl、第 2クラッチ C2、第 1ブレーキ Bl、第 2ブレーキ B2、および一方向クラッチ F1が選択的に係合作動させられることにより、第 1速ギヤ段 (第 1変速段)な、し第 4速ギヤ段 (第 4変速段)の、ずれかあるいは後進ギヤ段 (後進変速段 )あるいはニュートラルが選択的に成立させられ、ほぼ等比的に変化する変速比 Y( =入力軸回転速度 ΝΙΝΖ出力軸回転速度 NOUT)が各ギヤ段ごとに得られるようになっている。なお、図 6で「〇」印は係合状態を示し、空欄は解放状態を示し、「（〇）」印はエンジンブレーキを効かせる際に係合状態とすることを示す。

[0036] 上記の無段変速部 11は無段変速機として機能し、それに直列の有段変速部 20が有段変速機として機能することにより、有段変速部 20の第 1速、第 2速、第 3速、第 4 速の各ギヤ段に対しその有段変速部 20に入力される回転速度すなわち伝達部材 1 8の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって、無段変速部 11と有段変速部 20とで形成される変速比 ΥΤ、すなわち無段変速部 11の変速比 Υ0と有段変速部 20の変速比 Υとに基づいて形成される駆動装置 10全体としての変速比 ΥΤである総合変速比（以下、トータル変速比という） ΥΤが無段階に得られるようになる。

[0037] 図 7は、差動部あるいは第 1変速部として機能する無段変速部 11と変速部（自動変速部)あるいは第 2変速部として機能する有段変速部 20とから構成される駆動装置 1 0において、ギヤ段ごとに連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図 7の共線図は、各遊星歯車装置 24, 26, 28のギヤ比 ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、 3本の横線のうちの下側の横線 XIが回転速度零を示し、上側の横線 Χ2が回転速度「1. 0」すなわち入力軸 14に連結されたエンジン 8の回転速度 NEを示し、横線 XGが伝達部材 18の回転速度を示している。

[0038] また、無段変速部 11を構成する動力分配機構 16の 3つの要素に対応する 3本の縦線 Yl , Y2, Y3は、左側から順に第 2回転要素 (第 2要素) RE2に対応する第 1サンギヤ S l、第 1回転要素 (第 1要素) RE1に対応する第 1キヤリャ CA1、第 3回転要素（第 3要素) RE3に対応する第 1リングギヤ R1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第 1遊星歯車装置 24のギヤ比 p 1に応じて定められている。さらに、有段変速部 20の 4本の縦線 Y4, Y5, Y6, Y7は、左から順に、第 4回転要素（第 4 要素) RE4に対応し且つ相互に連結された第 2サンギヤ S2および第 3サンギヤ S3を、第 5回転要素 (第 5要素) RE5に対応する第 3キヤリャ CA3を、第 6回転要素 (第 6 要素) RE6に対応し且つ相互に連結された第 2キヤリャ CA2および第 3リングギヤ R3 を、第 7回転要素 (第 7要素) RE7に対応する第 2リングギヤ R2をそれぞれ表している。それらの間隔は第 2および第 3の各遊星歯車装置 26, 28のギヤ比 p 2, p 3に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキヤリャとの間が「1」に対応する間隔とされると、キヤリャとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギャ比 pに対応する間隔とされる。すなわち、無段変速部 11では縦線 Y1と Y2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線 Y2と Y3との間隔はギヤ比 p 1に対応する間隔に設定される。また、有段変速部 20では各第 2および第 3の遊星歯車装置 26, 28ごとにそのサンギヤとキヤリャとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キヤリャとリングギヤとの間がギヤ比 pに対応する間隔に設定される。

[0039] 上記図 7の共線図を用いて表現すれば、本実施例の駆動装置 10は、動力分配機構 16 (無段変速部 11)において、第 1遊星歯車装置 24の第 1回転要素 RE1 (第 1キャリャ CA1)が入力軸 14すなわちエンジン 8に連結されるとともに、第 2回転要素 RE 2が第 1電動機 MG1に連結され、さらに第 3回転要素 (第 1リングギヤ R1) RE3が伝達部材 18および第 2電動機 MG2に連結されて、入力軸 14から伝達部材 18を介して有段変速部 20へ動力を伝達する（入力させる）ように構成されている。このとき、 Y 2と X2の交点を通る斜めの直線 LOにより第 1サンギヤ S 1の回転速度と第 1リングギヤ R1の回転速度との関係が示される。

[0040] 第 1遊星歯車装置 24が差動作用を行うから、第 1電動機 MG1の発電による反力を制御することによって直線 LOと縦線 Ylとの交点で示される第 1サンギヤ SIの回転が上昇あるいは下降させられると、直線 LOと縦線 Y3との交点で示される第 1リングギヤ R1の回転速度が下降ある、は上昇させられる。

[0041] また、有段変速部 20において第 4回転要素 RE4は第 2クラッチ C2を介して伝達部材 18に選択的に連結されるとともに第 1ブレーキ B 1を介してケース 12に選択的に連結され、第 5回転要素 RE5は第 2ブレーキ B2を介してケース 12に選択的に連結され、第 6回転要素 RE6は第 3ブレーキ B3を介してケース 12に選択的に連結され、第 7 回転要素 RE7は出力軸 22に連結され、第 8回転要素 RE8は第 1クラッチ C1を介して伝達部材 18に選択的に連結されて、る。

[0042] 有段変速部 20では、図 6に示すように、第 1クラッチ C1と一方向クラッチ F1もしくは第 2ブレーキ B2とが係合させられることにより、第 7回転要素 RE7の回転速度を示す縦線 Y7と横線 X2との交点と第 5回転要素 RE5の回転速度を示す縦線 Y5と横線 XI との交点とを通る斜めの直線 L1と、出力軸 22と連結された第 6回転要素 RE6の回転速度を示す縦線 Y6との交点で第 1速の出力軸 22の回転速度が示される。同様に、第 1クラッチ C1と第 1ブレーキ B1とが係合させられることにより決まる斜めの直線 L2と出力軸 22と連結された第 6回転要素 RE6の回転速度を示す縦線 Y6との交点で第 2 速の出力軸 22の回転速度が示され、第 1クラッチ C1と第 2クラッチ C2とが係合させられることにより決まる水平な直線 L3と出力軸 22と連結された第 6回転要素 RE6の回転速度を示す縦線 Y6との交点で第 3速の出力軸 22の回転速度が示される。さらに、第 1電動機 MG1によって第 1サンギヤ S1を固定すると、無段変速部 11からの動力がエンジン回転速度 NEよりも高い回転速度で入力されることから、第 1クラッチ Cl、第 2クラッチ C2が係合させられることにより決まる水平な直線 L4と出力軸 22と連結された第 6回転要素 RE6の回転速度を示す縦線 Y6との交点で第 4速の出力軸 22の回転速度が示される。

[0043] 上述したこの発明に係る駆動装置 10は、第 1電動機 MG1の回転数に応じて変速比が変化する無段変速部 11と、各クラッチ CI, C2やブレーキ Bl, B2の係合'解放の状態で動力の伝達部位すなわち伝達経路が変化して変速比が変化する有段変速部 20とを備えているので、トータル変速比が可及的に連続的に変化するように変速比が制御される。したがって、有段変速部 20での変速を実行する場合、その変速比の変化の方向とは反対の方向に無段変速部 11の変速比が変化するように、無段変速部 11 (より具体的には第 1電動機 MG1の回転数)が制御される。

[0044] その場合、有段変速部 20での変速が、いずれかのクラッチ CI, C2もしくはブレーキ Bl, B2に油圧を供給し、あるいは反対に油圧を排出して行われるのに対して、無段変速部 11での変速は第 1電動機 MG1の回転数を電気的に制御することにより行われるので、変速速度は、有段変速部 20よりも無段変速部 11で速くなる。そこで、有段変速部 20での変速が実行される場合、その変速の進行の度合いに応じて無段変速部 11の変速が進行させられる。

[0045] すなわち、無段変速部 11における第 1遊星歯車装置 24のキヤリャ CA1にエンジン 8の動力が入力され、その動力がサンギヤ S1とリングギヤ R1とに分配される。その状態で第 i電動機 MG1を発電機として機能させることにより、サンギヤ S1に反力を生じさせると、そのサンギヤ S1の回転数に応じてリングギヤ R1が回転する。したがって、リングギヤ R1の回転数を一定とした場合、第 1電動機 MG 1によってエンジン 8の回転数を制御できる。そのため、エンジン回転数が連続的に変化することにより無段変速部 11での実質的な変速比が連続的に変化する。

[0046] 駆動状態では、このようにして第 1電動機 MG1で電力が発生し、その電力を第 2電動機 MG2に供給してこれをモータとして駆動させることにより伝動部材 18にトルクが負荷される。このような制御を可能にするために、各電動機 MG1, MG2は、図示しないコントローラを介して蓄電装置 41に接続されている。この蓄電装置 41は、二次電池 (バッテリ）やキャパシタなど力も構成されている。なお、前記オイルポンプ OP2 を駆動するモータ 30にこの蓄電装置 41から電力を供給するように構成することができ、あるいは図示しない他の蓄電装置を設けてモータ 30に電力を選択的に供給するようにしてもよい。

[0047] そして、その無段変速部 11での変速は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み角度などとして検出される要求出力やそれに基づくトータル変速比に応じた目標回転数を求め、その目標回転数を 1次遅れで達成するように第 1電動機 MG1を制御すること〖こより行われる。あるヽはその目標回転数に達する過程の過渡目標回転数を定め、その過渡目標回転数を順次変化させて、最終的には前記目標回転数となるように第 1電動機 MG1を制御することにより行われる。このような変速比の制御は、例えばマイクロコンピュータを主体とする電子制御装置 (ECU) 40からの指令信号によつて実行される。したがって、その電子制御装置 40には、車速やアクセル開度（要求出力）、シフトポジション、第 1電動機 MG1の回転数などの各種のデータが入力されるとともに、走行状態に対応させて変速比を設定した変速線図などのデータが予め記憶させられている。

[0048] 上記の駆動装置 10は、いわゆるモータ走行 (EV走行)できるように構成されている。 EV走行は、エンジン 8を停止していずれかの電動機 MG1, MG2の動力で走行する走行モードであって、この EV走行を選択する EVスィッチ 42が設けられ、上記の電子制御装置 40のその信号を入力するようになって、る。エンジン 8を駆動して走行するいわゆる通常走行モードと、 EV走行モードとを比較すると、 EV走行モードで得られる駆動力や走行継続時間が通常走行モードより少なぐまた電動機 MG1, MG2 の熱負荷が EV走行モードで大きくなる。そのため、この発明に係る制御装置は、以下に説明する制御を行うように構成されて、る。

[0049] 図 1はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、先ず、 EV走行モードが選択されている力否力、すなわち EVスィッチ 42がオンか否かが判断される (ステツプ S1)。このステップ S1で否定的に判断された場合には特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に肯定的に判断された場合には、有段変速部 20の変速段としてエンジンブレーキ (動力源ブレーキ）の効く第 1速を設定する (ステップ S2)。すなわち、図 7に示すように、第 1方向クラッチ F1に並列に配置された第 2ブレーキ B2 を係合させる。したがつてこの第 2ブレーキ B2がこの発明の両方向係合機構に相当する。

[0050] ついで、有段変速部 (AT部） 20の変速段を第 1速に固定する (ステップ S3)。車速が増大した場合、通常走行モードでは、駆動装置 10の全体としてのトータル変速比を高速側にアップシフトし、それに応じて有段変速部 20をアップシフトするが、 EV走行モードが選択されて、る場合には、ステップ S3で有段変速部 20のアップシフトを禁止し、もしくはアップシフトし難く規制して第 1速に固定する。 [0051] また、 EV走行モードであっても車速の増大に合わせてトータル変速比を高車速側にアップシフトするので、車速などの車両の走行状態に応じて無段変速部（電気 CV T部） 11での変速が実行される (ステップ S4)。具体的には、 EV走行モードでは、ェンジン 8を停止させるから、第 1電動機 MG1を逆回転させることにより、リングギヤ R1 およびこれに連結された伝動部材 18が正回転し、その状態で第 2電動機 MG2がモータとして機能することにより、伝動部材 18にトルクを与えれば、電動機 MG1, MG2 の動力で車両が走行する。したがって、車速が増大した場合、第 1電動機 MG1の回転数を低下 (逆回転方向に増大）させることにより、リングギヤ R1およびこれに連結されている伝動部材 18の回転数を増大させ、また反対に車速が低下した場合には、第 1電動機 MG1の回転数を増大 (逆回転方向では低下)させることにより、リングギャ R1およびこれに連結されている伝動部材 18の回転数を低下させる。このような制御は、例えば EV走行モード用の変速マップを予め用意し、検出された走行状態とその変速マップからトータル変速比を求め、そのトータル変速比を達成するように第 1電動機 MG 1の回転数や第 2電動機 MG2のトルクを制御することにより実行できる。

[0052] したがって、図 1に示すように制御することにより、 EV走行モードでは有段変速部 2 0での変速が生じないので、変速比がステップ的に変化してショックが生じるなどのことを未然に防止することができる。また、有段変速部 20の第 1速は、変速比が最も大きい低速側の変速段であるから、有段変速部 20に入力されたトルクを増幅して出力軸 22に出力でき、その結果、車両全体としての駆動力を確保することができる。

[0053] 上述した EV走行モードでは、各電動機 MG1, MG2の熱負荷力通常走行モードより増大する。一方、各電動機 MG1, MG2の冷却と有段変速部 20の潤滑とには共通のオイルが使用されている。そこで、 EV走行モードでの走行時には油温が高くなりやすいので、この発明の制御装置は、図 2に示す制御を行うように構成されている。すなわち、 EV走行モードが選択されて、る場合（図 2のステップ SI 1でイエスの場合 )、有段変速部 20の油温が予め定められている許可油温より高いか否かが判断される (ステップ S12)。なお、ステップ S11で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。

[0054] ステップ S12での許可油温は、主として、電動機 MG1, MG2の温度を上限温度以下に維持することを考慮して予め設定された温度であり、検出された油温力 Sこの許可油温を超えていることによりステップ S12で肯定的に判断された場合には、第 1電動機 MG1を作動させる (ステップ S13)。なお、ステップ S 12で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。

[0055] 第 1電動機 MG1は無段変速部 11の変速制御のために作動させられる力ステップ S13では、これにカ卩えて油量の増大のために第 1電動機 MG1が作動させられる。すなわち、無段変速部 11を構成している第 1遊星歯車装置 24は、エンジン 8および第 1電動機 MG1ならび伝動部材 18の三者の間で差動作用を生じるから、第 1電動機 MG1の回転数によってエンジン 8の回転数を制御できる。具体的には、第 1電動機 MG 1の回転数を、 EV走行モードで走行してヽる際にエンジン 8を停止させる回転数に対して増大 (逆回転方向では低下）させることにより、エンジン回転数を引き上げる。すなわち、エンジン 8をいわゆる連れ回しし、それに伴ってエンジン 8に連結されて V、る機械式オイルポンプ OP1を駆動する（ステップ S 14)。

[0056] したがって、 EV走行モードでは、電動オイルポンプ OP2をモータ 30によって駆動することにより、有段変速部 20に潤滑油を循環供給するが、その量が相対的に不足して油温が上昇すると、本来はエンジン 8で駆動される機械式オイルポンプ OP1を第 1電動機 MG1で駆動して有段変速部 20に潤滑油を更に供給できる。そのため、有段変速部 20の潤滑油の量が充分に確保され、その潤滑油で電動機 MG1, MG2を冷却し、その加熱を防止でき、ひいては EV走行モードを継続することが可能になる。

[0057] EV走行モードでは、蓄電装置 41の電力を使用して走行するから、 EV走行モードを選択している場合には、エネルギ回生を可及的に多量に行って充電量を確保することが好ましい。そこで、この発明では、減速時などのエネルギ回生可能な状態を検出して以下の制御を実行するように構成することができる。

[0058] 図 3はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、 EV走行モードが選択されているか否力、すなわち EVスィッチが ON力否かが判断される（ステップ S21)。このステップ S21で否定的に判断された場合には、有段変速部 20での変速時に、第 1電動機 MG1の回転数を固定し、それに伴うエンジン 8の回転数の変化を許容する (ステップ S 22)。ついで、蓄電装置 41が電力を受容できる力否力、すなわち充電されている電力量が充電を許容できる範囲内か否かが判断される (ステップ S 23)。

[0059] このステップ S23で否定的に判断された場合には特に制御を行うことなくリターンし、これとは反対に肯定的に判断された場合には、エネルギ回生可能な走行状態力否かの回生判定が行われる (ステップ S 24)。これは、例えば所定の車速以上で走行している状態でアクセルペダル（図示せず）が戻されるなど、要求出力がゼロになったことに基づいて判断することができる。

[0060] このステップ S24で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。したがって、例えば上述した図 1に示す制御により、有段変速部 20の変速比が第 1速に維持される。これに対してステップ S24で肯定的に判断された場合、すなわちエネルギ回生できる場合、有段変速部 20の第 1速の固定制御を解除して有段変速部 20をアップシフトさせる (ステップ S25)。例えば第 2速にアップシフトさせる。有段変速部 20をアップシフトさせると、その入力側の部材である前記伝動部材 18の回転数が低下するので、エンジンブレーキ力を維持するとともに、回生量を増大させるために第 2電動機 MG2の回生トルクを増大させる。こうして得られた電力は、その少なくとも一部が蓄電装置 41に供給されて充電される。

[0061] したがって、図 3に示す制御によれば、電力を使用して走行する EV走行モードにおいて、エネルギ回生を促進して電力を得ることができるので、 EV走行の継続時間を長くすることができる。

[0062] EV走行モードで走行する場合に蓄電装置 41の充電量 (SOC)が低くければ、ェンジン 8を駆動して発電し、その電力を利用して走行するとともに充電を行うことになる。その場合、 EV走行モードで有段変速部 20を第 1速に固定することになるが、第 1速へのダウンシフトの際のショックを防止もしくは抑制するために、この発明の制御装置は図 4に示す制御を行うように構成されてヽる。

[0063] 図 4に示す制御例は EV走行モードとするべく有段変速部 20を第 1速にダウンシフトするための制御例であり、先ず、蓄電装置 41の充電状態（SOC)が予め定めた許容値より低いか否かが判断される (ステップ S41)。このステップ S41で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンし、また反対に肯定的に判断された場合にはエンジン 8を始動する (ステップ S42)。具体的には、第 1電動機 MG1によつてエンジン 8をモータリングし、あるいは図示しな、スタータモータによってエンジン 8 をモータリングし、同時にエンジン 8に燃料を供給する。

[0064] その後、要求出力が変化した力否かが判断される (ステップ S43)。これは、図示しな、アクセルペダルが操作された力否かによって判断することができる。このステップ S43で否定的に判断された場合、すなわち要求出力が変化しない場合には、有段変速部 20の変速比をその時点の現状の変速比に維持し (ステップ S44)、リターンする。これに対してステップ S43で肯定的に判断された場合には、有段変速部 20を第 1速にダウンシフトして固定する（ステップ S45)。

[0065] したがって、図 4に示す制御によれば、通常走行モード力 EV走行モードに切り替えただけでは有段変速部 20を第 1速にする変速が生じず、要求駆動力が変化した際に第 1速への変速が生じる。そのために、変速の生じるタイミングが、アクセル操作などに起因するタイミングとなり、これは通常走行モードと同様であるから、運転者に違和感を与えることが回避される。

[0066] ここで、この発明と上述した具体例との関係を簡単に説明すると、図 1に示すステツプ S3の機能的手段が、この発明の変速禁止手段および変速規制手段に相当し、図 2に示すステップ S13およびステップ S14の機能的手段力この発明のポンプ駆動手段に相当し、図 3に示すステップ S25の機能的手段力この発明のアップシフト指示手段に相当し、さらに図 4のステップ S44の機能的手段が、この発明の変速比維持手段に相当し、そして図 4のステップ S45の機能的手段が、この発明の変速比固定手段に相当する。

[0067] なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、変速機は有段式および無段式のいずれであってもよい。また、変速を禁止もしくは規制する場合、最低速比に固定する以外に低速側の適宜の変速比に固定することとしてもよい。さらに、モータ走行は手動によるスィッチ操作で設定する以外に、適宜の他の制御システム力の信号で設定するように構成されて、てもよ、。

産業上の利用可能性

[0068] この発明は、自動車などの車両の製造や修理、あるいは車両の部品の製造やカロェの産業で利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 電動機と、該電動機以外の他の動力装置と、前記電動機もしくは前記動力装置の動力を変速して出力する変速機とを備えたハイブリッド車用駆動装置の制御装置において、

前記電動機の動力で走行する場合に前記変速機の変速を禁止する変速禁止手段を備えていることを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[2] 電動機と、該電動機以外の他の動力装置と、前記電動機もしくは前記動力装置の動力を変速して出力する変速機とを備えたハイブリッド車用駆動装置の制御装置において、

前記電動機の動力で走行する場合に前記変速機の変速を規制する変速規制手段を備えていることを特徴とするハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[3] 前記変速禁止手段もしくは前記変速規制手段は、前記変速機の変速比を最も低速側の変速比に固定する手段を含むことを特徴とする請求項 1または 2に記載のハイブリツド車用駆動装置の制御装置。

[4] 前記変速機は、駆動状態で前記最も低速側の変速比を設定する際に係合する一方向係合機構と、該ー方向係合機構に対して並列に配置された両方向係合機構とを備えていることを特徴とする請求項 3に記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[5] 複数のオイルポンプと、

前記電動機で走行する場合に前記複数のオイルポンプを駆動するポンプ駆動手段とを更に備えて、ることを特徴とする請求項 1な、し 4の、ずれかに記載のハイプリッド車用駆動装置の制御装置。

[6] 前記複数のオイルポンプは、前記他の動力装置によって駆動される機械式オイルポンプと、電動オイルポンプとを含むとともに、

前記ポンプ駆動手段は、前記他の電動機を駆動して前記他の動力装置および前記機械式オイルポンプを駆動するとともに、前記電動オイルポンプを駆動する手段を含むことを特徴とする請求項 5に記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[7] 前記電動機は、前記変速機を介して入力される動力で回転させられて発電する電動発電機を含むとともに、

その電動発電機に接続された蓄電装置と、

その蓄電装置の充電状態を検出する検出手段と、

前記蓄電装置の充電状態が低下していることが前記検出手段で検出された場合に前記変速機をアップシフトさせるアップシフト指示手段とを更に備えていることを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれかに記載のノ、イブリツド車用駆動装置の制御装置。

[8] 前記他の動力装置力動力を出力させる通常走行力前記電動機の動力で走行するモータ走行に切り替える際に、その時点の前記変速機の変速比を維持する変速比維持手段と、

その後に出力変更要求があった際に前記変速機の変速比を前記最も低速側の変速比に切り替えて固定する変速比固定手段とを備えていることを特徴とする請求項 1 な!、し 7の、ずれかに記載のノ、イブリツド車用駆動装置の制御装置。

[9] 前記他の動力装置が連結されるとともに該他の動力装置が出力した動力を変速して出力する差動歯車機構を更に備えて!/、ることを特徴とする請求項 1な、し 8のヽずれかに記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[10] 前記変速機と前記差動歯車機構とが互いに直列に連結されていることを特徴とする請求項 9に記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[11] 前記駆動装置の変速比は、前記変速機と前記差動歯車機構とによって設定されるように構成されていることを特徴とする請求項 9または 10に記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[12] 入力回転要素と出力回転要素と反力回転要素とを有する差動歯車機構を更に備え、

前記他の動力装置が前記入力回転要素に連結されるとともに、前記出力回転要素に前記変速機の入力部材と前記電動機とが連結され、さらに前記反力回転要素に発電機能のある電動発電機が連結されてヽることを特徴とする請求項 1な!ヽし 11のいずれかに記載のノ、イブリツド車用駆動装置の制御装置。

[13] 前記差動歯車機構は、前記入力回転要素として機能するキヤリャと、前記反力回転要素として機能するサンギヤギヤと、前記出力回転要素として機能するリングギヤとを備えた遊星歯車機構によって構成され、

前記リングギヤは前記変速機の入力軸に連結されていることを特徴とする請求項 1

2に記載のハイプリッド車用駆動装置の制御装置。

[14] 前記変速機は、二組の遊星歯車機構によって構成されて、ることを特徴とする請求項 1ないし 13のいずれかに記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[15] 前記遊星歯車機構は、第 1シングルピ-オン型遊星歯車機構と第 2シングルピ-ォン型遊星歯車機構とを含むことを特徴とする請求項 14に記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[16] 前記第 1シングルピ-オン型遊星歯車機構における第 1サンギヤと第 2シングルピユオン型遊星歯車機構における第 2サンギヤとが連結され、前記第 1シングルピ-ォン型遊星歯車機構における第 1キヤリャと前記第 2シングルピ-オン型遊星歯車機構における第 2リングギヤとが連結され、これら第 1キヤリャと第 2リングギヤとが出力部材に連結されていることを特徴とする請求項 15に記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。

[17] 前記第 1シングルピ-オン型遊星歯車機構における第 1リングギヤを前記差動機構における出力回転要素に選択的に連結する第 1クラッチ機構と、互いに連結されている前記第 1サンギヤおよび第 2サンギヤとを前記差動機構における出力要素に選択的に連結する第 2クラッチ機構と、互いに連結されている前記第 1サンギヤおよび第 2サンギヤとを前記差動機構における出力要素に選択的に連結する第 1ブレーキ機構と、前記第 2シングルピ-オン型遊星歯車機構における第 2キヤリャを選択的に固定する第 2ブレーキ機構とを備えていることを特徴とする請求項 16に記載の車両用駆動装置の制御装置。

[18] 前記第 2ブレーキ機構は、一方向の回転を止める前記一方向係合機構と該ー方向係合機構に対して並列に配置された両方向係合機構とを含むことを特徴とする請求項 17に記載のハイブリッド車用駆動装置の制御装置。